Профессора Даллинья и Баньяйя прочитали лекцию по аэродинамике MotoGP

Генеральный менеджер Ducati Corse дал интервью, в котором наглядно продемонстрировал на примере иллюстрации гонщика Ducati Баньяйи влияние аэродинамики на прототипы MotoGP.

«Аэродинамика — это наука, которая помогает нам заставить мотоцикл ехать быстрее.» – такую интерпретацию определения аэродинамики озвучил Джиджи Даллинья. Если выразиться более конкретно, то аэродинамика изучает закономерность движения воздушных потоков и их взаимодействия с препятствиями и движущимися телами (спасибо, википедия). Цель производителей – как можно сильнее уменьшить сопротивление, которая противодействует движению мотоцикла и соответственно снижает его производительность (в частности, его скорость).

Джиджи несколько раз подчеркивал, что за последние годы за счёт разработки аэрокрыльев появилась возможность увеличения нагрузки на переднее колесо. Крылышки в основном полезны в предотвращении вилли (отрыв переднего колеса от асфальта), особенно на высокой скорости. Также эта разработка улучшает динамическое поведение мотоцикла на сильных торможениях, поскольку в самом начале тормозного пути у мотоцикла очень высокая скорость.

Франческо Баньяйя как гонщик отметил, что сейчас «аэродинамика – самая важная область». Итальянец сказал, что исследования аэродинамики позволяют увеличить максимальную скорость на прямой, а также скорость в поворотах.

Даллинья выразил мнение, что «аэродинамикой всегда слишком пренебрегали в мотоиндустрии». Он подчеркнул, что только в последние несколько лет мотопроизводители сделали важный шаг вперёд в этой области. С нашей стороны хотелось бы отметить, что толчком для развития в этой области стал как раз приход Джиджи в MotoGP. До его прихода в мотогонках аэродинамика использовалась только с целью улучшения максимальной скорости, а также охлаждения компонентов мотоцикла.

Но знаете, можно сколько угодно проектировать максимально эффективный аэродинамический обвес, однако всё это на практике будет бессмысленно, если не учитывать такую важную составляющую, как управляющего байком гонщика. Современные мотоциклы разрабатываются с учетом форм каждого гонщика. Какой бы ни была форма обтекателя, даже на прямых, когда гонщики максимально прижимаются к баку байка, воздушный поток частично задевает их. Так что отдельное внимание уделяется мотоэкипировке. Самыми важными элементами данной области являются шлем и горб на задней части комбинезона, которые вместе с обтекателем составляют верхний профиль силуэта. Руки и ноги пилота тоже не игнорируются в исследованиях. Для каждого гонщика создаётся трехмерная модель, благодаря которой можно выполнять аэродинамические исследования всей системы байк+гонщик. С разными гонщиками один и тот же обтекатель ведёт себя по-разному.

Баньяйя подчеркнул, что гонщик старается повысить аэродинамическую эффективность, пытаясь максимально прижаться своим телом к мотоциклу, чтобы обеспечить наименьшее сопротивление воздуха. Обтекатель большего размера помог бы гонщику больше защититься от потока воздуха и позволил бы повысить максимальную скорость, однако более сдержанный в размерах обтекатель улучшает динамику мотоцикла при прохождении поворотов.

Ducati использует анализ CFD — вычислительную гидродинамику — для изучения различных деталей и их влияния на аспекты аэродинамики, такие как вертикальная нагрузка. Этот тип подхода сопровождает работы, проводимые в аэродинамической трубе, что позволяет сократить время и затраты на составление новых спецификаций.

«Работа крыльев заключается в том, чтобы генерировать аэродинамическую нагрузку, которая позволяет переднему колесу сохранять контакт с асфальтом». – так Даллинья кратко описал основную функцию, выполняемую крыльями. Уменьшая вилли, можно эффективнее использовать мощность двигателя, который исторически является одной из самых ценных разработок Ducati в MotoGP. Двигатель Borgo Panigale рассматривается многими как произведение искусства. По крайней мере, с точки зрения производительности на прямой.

Аэродинамика позволяет увеличить контакт колеса с землей предоставить гонщику лучший контроль над ситуацией благодаря большей устойчивости. Даллинья убеждён: «В этом смысле крылья повышают общую безопасность мотоцикла». Этим замечанием инженер подчеркивает, что преимущество наличия более стабильного мотоцикла перевешивает гипотетический недостаток, согласно которому профили крыльев, выступающие из обтекателя, могут представлять опасность для гонщика в случае аварии. Из-за этого и были введены нормативные ограничения на форму и геометрию обтекателей несколько лет назад.

Крылья отклоняют воздушный поток вверх, который при их отсутствии крыла был бы горизонтальным. Тем самым поток генерирует тягу на поверхности крыльев, которая увеличивает нагрузку на переднюю часть. Физическое явление, представленное генеральным менеджером Ducati, подтверждается ощущениями гонщика. Баньяйя подтверждает, что даже при выходе из медленных поворотов, которых много на австрийская трассе, или, к примеру, поворот №15 в Арагоне, аэродинамическая нагрузка, создаваемая на переднее колесо, противодействует естественному «желанию» мотоцикла задрать передок из-за резкого разгона. Мотоцикл буквально «приклеивается» к асфальту.

Даллинья также подчеркнул обратную сторону решения. Необходимо найти правильный компромисс, поскольку большая вертикальная нагрузка повышает устойчивость, но в то же время уменьшает максимальную скорость. Баньяйя подчеркнул, что у каждого производителя своя собственная философия касательно конструкции крыльев. Особенность Ducati – высокая скорость на прямой, что позволяет легче проводить обгоны.

Также аэродинамика и обтекатель играет фундаментальную роль в охлаждении. Есть масло и вода, но они не остужают тормоза и покрышки. Для охлаждения переднего тормоза тоже проводят множество исследований, поскольку качественно работающая тормозная очень важна в MotoGP, и она подвергается особо большим нагрузкам на таких требовательных треках, как Ред Булл Ринг. Периодически потока воздуха недостаточно и производители выбирают тормозные диски увеличенного диаметра.

Большая часть потока воздуха, поступающая через воздухозаборник и радиаторную решётку, используется для охлаждения компонентов двигателя. Важно ещё эффективно не только «впускать» воздух, но и выпускать разгоряченный поток, и это возможно благодаря форме обтекателя в нижней части – воздух уходит по бокам. Есть и минус – это порождает поперечное увеличение аэродинамического следа мотоцикла.

Даллинья подчеркнул, что внешняя температура воздуха также влияет на карту двигателя. На трассах, где обычно очень жарко, необходимо вносить корректировки в параметры двигателя, чтобы уменьшить проблему нежелательной/неконтролируемой детонации внутри камеры сгорания.

Затем профессор сместил фокус на необходимый тепловой диапазон покрышек. Учитывая, насколько важную роль играют покрышки в плане производительности мотоцикла, проводятся особые исследования для выяснения поведения резины при изменении температуры нагрева. Если покрышки перегреются, начинают терять сцепление и быстрее изнашиваться.

«То, что все обычно называют «ложкой», является не чем иным, как частью аэродинамической системы, и служит это для охлаждения заднего колеса». Так Даллинья описал предназначение аэродинамического профиля, закрепленного на нижней части мотоцикла перед задним колесом. В «ложку» (кто-то называет эту деталь ещё «лопаткой») попадает свежий воздух, который впоследствии переправляется в пространство между маятником и покрышкой. Преимущества – меньший износ и более хорошее сцепление в жарких условиях.